カンキツ果実におけるノビレチン生合成の調節機構の解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K06030
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 馬 剛 静岡大学, 農学部, 助教 (20767412)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ノビレチン / フラボノイド / フラボン / PMF

研究実績の概要

令和3年度は，新たにCitOMT3を単離し，発現解析および機能解析を行った。大腸菌を用いて‘太田ポンカン’由来のCitOMT3のリコンビナントタンパク質を発現，精製したところ，SDS-PAGEにおいて40kDa付近にシングルバンドが検出された。次に，リコンビナントタンパク質に，基質として様々なフラボノイドを用いて機能解析を行った。その結果，CitOMT3に7,8-dihydroxyflavoneを基質として反応させ，生成物をHPLCで分析したところ，新たなピークが検出された。しかし，7-dihydroxyflavoneを基質としたところ，新たなピークは認められなかった。さらに，CitOMT3を8-hydroxy-7-methoxyflavoneを基質として反応させたところ，新たな生成物とみられるピークが検出された。生成物のピークは7,8-dimethoxyflavone標品のリテンションタイムおよび吸収極大と一致していた。以上の結果から，‘太田ポンカン’由来のCitOMT3は，フラボンの8位の水酸基をメチル化する反応を触媒し，カンキツ特有のPMFであるノビレチンの生合成に関与する重要な酵素であると考えられた。
また，ノビレチンを多く蓄積する‘太田ポンカン’ および ‘カンキツ中間母本6号’とほとんど蓄積しない‘ウンシュウミカン’および‘スダチ’の果皮を比較してマイクロアレイ解析を行った。その結果，ノビレチンを多く蓄積する品種とほとんど蓄積しない品種のフラベド間で，2倍以上アップレギュレートされた転写因子は46個であった。この46個の転写因子のうち，7個の遺伝子はノビレチンがほとんど蓄積しない品種と比較して，ノビレチンを多く蓄積する品種で，5倍以上上昇した。したがって，これらの遺伝子はノビレチンの生合成の調節に関与する重要な転写因子であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of a caffeic acid 8 O methyltransferase from citrus and its function in nobiletin biosynthesis (2022)
  • 著者名/発表者名: Gang Ma, Lancui Zhang, Mao Seoka, Akari Nakata, Masaki Yahata, Takehiko Shimada, Hiroshi Fujii, Tomoko Endo, Terutaka Yoshioka, Toshiyuki Kan, and Masaya Kato
  • 雑誌名: Journal of Agricultural and Food Chemistry 巻: 70 ページ: 543-553
  • DOI: 10.1021/acs.jafc.1c06513
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of blue LED light irradiation on flavonoid accumulation in the flavedo of Valencia orange in vitro (2022)
  • 著者名/発表者名: Akari Nakata, Mao Seoka, Gang Ma, Lancui Zhang, Masaki Yahata, Masaya Kato
  • 雑誌名: Acta Horticulturae 巻: 1336 ページ: 125-132
  • DOI: 10.17660/ActaHortic.2022.1336.17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microarray analysis of carotenoid and chlorophyll biosynthetic gene expression in the citrus juice sacs irradiated with blue light (2022)
  • 著者名/発表者名: Gang Ma, Lancui Zhang, Masaki Yahata, Kazuki Yamawaki, Takehiko Shimada, Hiroshi Fujii, Tomoko Endo, Masaya Kato
  • 雑誌名: Acta Horticulturae 巻: 1337 ページ: 195-202
  • DOI: 10.17660/ActaHortic.2022.1337.26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auxin induced carotenoid accumulation in GA and PDJ-treated citrus fruit after harvest (2021)
  • 著者名/発表者名: Gang Ma, Lancui Zhang, Rin Kudaka, Hayato Inaba, Murakami Kan, Yamamoto Masashi, Kojima Nami, Masaki Yahata, Hikaru Matsumoto, Masaya Kato
  • 雑誌名: Postharvest Biology and Technology 巻: 181 ページ: 111676
  • DOI: 10.1016/j.postharvbio.2021.111676
  • 査読あり
• [学会発表] マイクロアレイ解析によるウンシュウミカン果実のカルコン合成酵素遺伝子の探索 (2022)
  • 著者名/発表者名: 馬 剛, 張嵐翠, 八幡昌紀, 島田武彦, 藤井浩, 遠藤朋子, 加藤雅也
  • 学会等名: 園芸学会令和4年度春季大会
• [学会発表] カンキツ果実のノビレチン生合成の調節におけるフラボノイドO-メチルトランスフェラーゼの役割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 中田明里, 馬 剛, 張嵐翠, 八幡昌紀, 加藤雅也
  • 学会等名: 園芸学会令和4年度春季大会
• [学会発表] ブラッドオレンジ培養砂じょうにおけるアントシアニン代謝に及ぼすDNAメチル化阻害剤および温度の影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 古島奈実, 馬 剛, 張嵐翠, 八幡昌紀, 加藤雅也
  • 学会等名: 園芸学会令和4年度春季大会
• [学会発表] バレンシアオレンジのフラベドにおけるフラボノイド蓄積に及ぼすジベレリン散布処理の影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 光川早紀, Keawmanee Nichapat, 馬 剛, 張嵐翠, 八幡昌紀, 加藤雅也
  • 学会等名: 園芸学会令和4年度春季大会
• [学会発表] Effect of blue LED light irradiation on flavonoid accumulation in the flavedo of Valencia orange in vitro (2021)
  • 著者名/発表者名: Akari Nakata, Gang Ma, Lancui Zhang, Masaki Yahata, Masaya Kato
  • 学会等名: V Asia Symposium on Quality Management in Postharvest Systems (ISHS)
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of low temperature and ABA on anthocyanin accumulation in the juice sacs of blood orange in vitro (2021)
  • 著者名/発表者名: Nami Kojima, Gang Ma, Lancui Zhang, Masaki Yahata, Terutaka Yoshioka, Masaya Kato
  • 学会等名: V Asia Symposium on Quality Management in Postharvest Systems (ISHS)
  • 国際学会
• [学会発表] 青色光を照射したカンキツ培養砂じょうのマイクロアレイ解析‐アスコルビン酸代謝関連遺伝子の変動について (2021)
  • 著者名/発表者名: 馬剛，張嵐翠，八幡昌紀，島田武彦，藤井浩，遠藤朋子，加藤雅也
  • 学会等名: 園芸学会令和3年度秋季大会
• [図書] 園芸利用学（第3章、第12章 分担） (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤 雅也, 馬剛, 張嵐翠（編集：山内 直樹，今堀 義洋）
  • 総ページ数: 312
  • 出版者: 文永堂出版
  • ISBN: 978-4-8300-4142-6